淺談綜合物探在工程勘察中的應(yīng)用

周西西

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽 550000）

作為衡量地質(zhì)勘察水平的重要手段，物探技術(shù)的應(yīng)用受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，技術(shù)工程部門要依據(jù)地質(zhì)勘察的基本任務(wù)落實(shí)完整的工序，應(yīng)用最新技術(shù)建立健全合理化的勘察方案，為工程質(zhì)量水平的全面進(jìn)步奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1 綜合物探技術(shù)概述

1.1 技術(shù)內(nèi)容

（1）高密度電法內(nèi)涵。主要是依據(jù)地下巖石和礦石自身導(dǎo)電性差異完成相應(yīng)的檢測(cè)工作，從而有效解決具體工程勘察任務(wù)中地質(zhì)勘察工作環(huán)節(jié)，觀測(cè)穩(wěn)定電流場(chǎng)的具體分布特征和變化規(guī)律，從而分析地下電性不均勻產(chǎn)生的原因，判定對(duì)應(yīng)的地質(zhì)構(gòu)造。例如，應(yīng)用高密度電法能有效對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的范圍予以圈定，最大化的提升地下反射性污染物探測(cè)的水平，打造更加合理且高效的應(yīng)用模式。具體勘探系統(tǒng)要求見圖1。

圖1 高密度電勘探系統(tǒng)示意圖

（2）淺層地震反射波法的定義。這是一種基于技術(shù)體系進(jìn)行地震波傳播規(guī)律的測(cè)量機(jī)制，主要是依據(jù)振幅參數(shù)、波形參數(shù)以及頻率變化參數(shù)等開展對(duì)應(yīng)的分析工作，從而一定程度上滿足工程物探的要求。需要注意的是，在應(yīng)用淺層地震反射波法的過程中，要結(jié)合地震波的不同特點(diǎn)落實(shí)折射波處理機(jī)制、反射波處理機(jī)制和透射波處理機(jī)制，從而確保能有效記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，完成物探工作。值得一提的是，淺層地震反射波最大的優(yōu)勢(shì)就在于能提升測(cè)量工作的時(shí)效性，并且能對(duì)測(cè)線鋪面進(jìn)行連續(xù)的物探分析，配合電子信息技術(shù)和微機(jī)數(shù)字化處理機(jī)制，就能對(duì)200 以內(nèi)的淺層進(jìn)行勘查。

（3）探地雷達(dá)定義。近幾年，探地雷達(dá)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大，該技術(shù)是基于寬帶電磁波完成分布規(guī)律處理的光譜電磁技術(shù)。正是因?yàn)榈叵陆橘|(zhì)的電性參數(shù)以及幾何形態(tài)會(huì)出現(xiàn)變化和差異，所以，利用探地雷達(dá)就能對(duì)相應(yīng)的變化區(qū)域予以測(cè)定分析，從而更好地分析地下介質(zhì)的基本構(gòu)造。探地雷達(dá)具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

表1 探地雷達(dá)優(yōu)勢(shì)

1.2 技術(shù)要點(diǎn)

（1）高密度電法技術(shù)方案要點(diǎn)。采取高密度電法進(jìn)行測(cè)量的過程中，要對(duì)供電電極的供入電流予以記錄，借助測(cè)量電極的電位差完成電阻率的計(jì)算，若是測(cè)量均勻大地電阻率，則要對(duì)地表任意電極電位予以測(cè)定分析，按照、對(duì)電極M 和N 的電位進(jìn)行測(cè)定，其中，ρ表示的是均勻大地電阻率。

與此同時(shí)，借助高密度電法完成數(shù)據(jù)的收集和處理，采集工作開始前要落實(shí)完整的準(zhǔn)備工序，提升數(shù)據(jù)的高效性，尤其是對(duì)測(cè)定的電位數(shù)值要結(jié)合地下構(gòu)造分布、地下人工埋設(shè)物以及地形起伏變化等內(nèi)容落實(shí)到位[1]。

（2）淺層地震反射波法方案要點(diǎn)。首先，要結(jié)合地震波傳播的基本規(guī)律完成相應(yīng)內(nèi)容的確定，從而結(jié)合反射定律、斯奈爾定律以及透射定律等相關(guān)內(nèi)容完成計(jì)量分析。其次，將淺層地震反射波法應(yīng)用在探測(cè)深度淺以及探測(cè)對(duì)象規(guī)模小的項(xiàng)目中較為有效，能對(duì)彈性波速漸變等地層結(jié)構(gòu)予以有效的分析和數(shù)據(jù)處理。并且，能處理地形條件較為復(fù)雜且橫向結(jié)構(gòu)不均勻的環(huán)境勘察工作。因此，在覆蓋層厚度測(cè)定和基巖波速測(cè)定工作中應(yīng)用高密度電法更加常見。最后，在應(yīng)用技術(shù)體系的過程中，要確保測(cè)線布置工作滿足預(yù)期，盡量垂直巖層或者是構(gòu)造的基本走向，保證測(cè)線在全側(cè)區(qū)，提升資料對(duì)比分析的可行性。也要踐行多次覆蓋的觀測(cè)系統(tǒng)，打造更加完整的技術(shù)管理機(jī)制和平臺(tái)[2]。

（3）探地雷達(dá)的技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

第一，在應(yīng)用探地雷達(dá)技術(shù)的過程中，首先要完善參數(shù)選擇機(jī)制。選取適宜的參數(shù)才能保證成像的合理性和科學(xué)性。

2 綜合物探在工程勘察中的應(yīng)用

本文結(jié)合案例對(duì)綜合物探技術(shù)在工程地質(zhì)勘察中的應(yīng)用進(jìn)行分析，主要是對(duì)工程中常見的富水孔洞問題、破碎帶問題以及弱面地質(zhì)災(zāi)害因素等進(jìn)行集中的分析，從而確保能在多項(xiàng)試驗(yàn)測(cè)試的基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)控制處理流程。

2.1 案例

某測(cè)區(qū)位于山丘斜面位置，從高到低形成3 個(gè)基本的階梯型地質(zhì)結(jié)構(gòu)，第一層結(jié)構(gòu)接近山頂，第二層結(jié)構(gòu)相較于第一層距離相差2m 到2.5m 的位置，第三層結(jié)構(gòu)接近山底。被測(cè)區(qū)域表層主要是人工回填物，多數(shù)都是建筑廢料，包括磚塊、碎石、瓦礫等，整體質(zhì)地較為疏松。下一層是黏土層、卵石層和風(fēng)化殼，主要成分是中砂等。相關(guān)技術(shù)部門要在原有數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)上利用綜合物探模式對(duì)基巖特征以及不良工程地質(zhì)作用等進(jìn)行物探處理，從而確?？碧娇自O(shè)置的合理性[5]。

2.2 具體應(yīng)用分析

（1）測(cè)區(qū)工作準(zhǔn)備。為了保證物探技術(shù)應(yīng)用的綜合效果，要從測(cè)區(qū)工作布置結(jié)構(gòu)出發(fā)，依據(jù)實(shí)際工程需求按照標(biāo)準(zhǔn)化流程完成相應(yīng)工作。本文主要布置了9 條高度電法測(cè)量線路、7 條淺層地震法測(cè)量線路以及15 條探地雷達(dá)測(cè)量線路，共同組成綜合物探測(cè)區(qū)布置方案。全通道電法數(shù)據(jù)采集后獲得基礎(chǔ)信息，以保證高密度電法處理合理性（見圖2）。

圖2 數(shù)據(jù)采集

（2）測(cè)區(qū)地質(zhì)條件分析。按照標(biāo)準(zhǔn)化操作要結(jié)合工區(qū)的基本地質(zhì)資料和鉆井資料完成地質(zhì)分布結(jié)構(gòu)的初步判定，工程項(xiàng)目區(qū)域第一層是雜土回填層、第二層是粉質(zhì)黏土層、第三層是卵石層、第四層是強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化粉砂質(zhì)巖層。具體介質(zhì)縱波速度參數(shù)如下：①雜填土層縱波600m/s～800m/s；②卵石層縱1300m/s～1600m/s；③強(qiáng)風(fēng)化泥巖縱波1000m/s～1200m/s；④中風(fēng)化及以下泥巖縱波1400m/s～2400m/s。

依據(jù)巖層結(jié)構(gòu)分析后可知，施工區(qū)域的穩(wěn)定地下水主要賦存在卵石層，正是因?yàn)榈貙与娮杪什町愝^大，因此，電阻率法綜合物探具有一定的推廣價(jià)值。為了保證技術(shù)應(yīng)用的合理性，就要確保功能區(qū)介質(zhì)介電常數(shù)也能為相應(yīng)測(cè)序工作提供保障。①粉質(zhì)黏土層相對(duì)介電常數(shù)為8～12，形成反射界面；②卵石層相對(duì)介電常數(shù)為10～15，形成反射界面；③泥巖層相對(duì)介電常數(shù)為5～7，形成反射界面。

（3）具體技術(shù)流程。

第一，高密度電法數(shù)據(jù)處理機(jī)制。主要是應(yīng)用Res2dinv 軟件完成資料的錄入，建立分析機(jī)制，具體流程見圖3。

需要注意的是，在反演計(jì)算的過程中，要結(jié)合觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)地下地質(zhì)構(gòu)造予以推斷分析，尤其是對(duì)采空異常區(qū)予以特征判斷，從而確保應(yīng)用效果的最優(yōu)化。

圖4 采空異常區(qū)分析

第二，淺層地震反射波法。要按照原始數(shù)據(jù)富集-解編數(shù)據(jù)-非正常道處理-靜校正-振幅均衡處理-數(shù)字濾波處理-動(dòng)校正-水平疊加-時(shí)深轉(zhuǎn)換的流程完成相應(yīng)的操作，確保能對(duì)測(cè)區(qū)干擾波進(jìn)行濾除，有效獲取高質(zhì)量的地震波數(shù)據(jù)。

第三，探地雷達(dá)處理機(jī)制，要依據(jù)目標(biāo)體探測(cè)需求選取適宜的探地雷達(dá)，確保能兼顧分辨率和探測(cè)深度，從而有效提升相應(yīng)數(shù)據(jù)管理工作的綜合水平。也就是說，要在保證探測(cè)深度的同時(shí)管控分辨率，因此本案例選取的是80MHZ 組合天線進(jìn)行探測(cè)，效果圖見圖5。

圖5 80MHZ 組合天線雷達(dá)測(cè)試波形圖

與此同時(shí)，要按照地質(zhì)雷達(dá)資料處理軟件完成濾波分析。

3 結(jié)語

總而言之，為了全面提升工程地質(zhì)勘察工作的效率和水平，要合理性落實(shí)相應(yīng)的管理和技術(shù)應(yīng)用方案，確保綜合物探技術(shù)能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，打造更加多元化的技術(shù)模式，提升基巖分析效果，為后續(xù)開展相應(yīng)工程項(xiàng)目提供數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的全面進(jìn)步，有利于落實(shí)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。